微冲裁模具微细电火花在线加工技术研究

发布时间：2017-08-12 22:35

  本文关键词：微冲裁模具微细电火花在线加工技术研究

  更多相关文章： 微细电火花加工 微冲裁模具 反拷贝加工 加工质量 模具装配

【摘要】：产品微型化的发展趋势使微细零件的需求日益旺盛,对其加工技术也提出了更高要求。微冲裁作为微细加工技术的一种,具有生产效率高、成本低、成形零件性能和质量好等优点,是制造微细零件最有前途的加工工艺之一。但微冲裁工艺中存在微小模具难于制作及装配的问题,其限制了该技术的推广与应用。微细电火花加工技术可在任何导电材料上加工多种复杂三维结构,并且可实现在线加工,是制作微冲裁模具的理想工艺。本文提出了一种微冲裁模具微细电火花在线加工工艺,并参与搭建了微冲裁机床微细电火花加工系统实验平台,开发出基于LabVIEW软件的控制程序,在此基础上进行了微冲裁模具加工实验。凹模和反拷贝电极采用微细电火花三维铣削加工技术制作,凸模利用所加工的反拷贝电极采用电火花反拷贝加工技术制作。加工过程中,为提高加工效率,采用超声波辅助振动工作液的方式来促进加工屑的排出。该工艺采用在线加工的方式,一次装夹即可完成凸、凹模具的制作,避免了模具二次装夹产生的位置误差。本文设计了小面积简单形状的方形凸模试加工实验来确定凸模加工过程中的加工间隙值。因微细电火花三维铣削加工技术相比反拷贝加工技术,其工具电极相对工件运动更为复杂,故针对特定形状的凹模及反拷贝电极,设计单独试加工实验确定各自加工过程的加工间隙值。根据所获加工间隙值,利用该工艺成功制作出简单方形和复杂截面异形微冲裁模具。微冲裁模具加工结果分析表明,电火花加工工艺特性会导致模具出现加工斜度,机床主轴悬臂梁结构的热变形会导致模具相应方向出现加工偏差,且该偏差受温度影响会存在一定的随机性。为实现对模具加工质量的控制,本文将模具特征尺寸分为两类,在对其分析的基础上,提出了各类尺寸精度的控制措施。为提高模具制品合格率,本文提出通过控制模具加工误差带和调整模具设计尺寸的方式来保证所加工出的模具能满足公差要求。本文以方形模具为例对微冲裁凸、凹模具装配工艺进行了探索研究,提出了一种基于坐标转化的对准方式。通过分析明确了模具工艺圆角、凸模加工斜度、模具加工精度以及粘附加工屑等对装配工艺产生的影响,为后续进行微冲裁工艺研究奠定了基础。
【关键词】：微细电火花加工 微冲裁模具 反拷贝加工 加工质量 模具装配
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG385.2;TG661
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 选题的科学依据9-10
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 课题研究背景9-10
• 1.2 微细电火花加工原理10-11
• 1.3 微细电火花三维铣削加工关键技术11-16
• 1.3.1 微细工具电极的制备方法12-13
• 1.3.2 超声波辅助振动微细电火花加工13-14
• 1.3.3 微细电极损耗补偿策略14-15
• 1.3.4 微细电火花铣削加工中的CAD/CAM技术15-16
• 1.4 国内外精密微冲裁模具制作研究现状16-19
• 1.5 本课题的主要研究内容19-20
• 2 微冲裁机床微细电火花加工系统实验平台20-34
• 2.1 微细电火花加工系统实验装置20-26
• 2.1.1 精密伺服运动平台21
• 2.1.2 WEDG单元21-22
• 2.1.3 主轴单元22
• 2.1.4 凸、凹模组件22
• 2.1.5 继电器开关控制系统22-24
• 2.1.6 机床床身24
• 2.1.7 超声波辅助振动工作液单元24-25
• 2.1.8 脉冲电源及放电检测电路25-26
• 2.2 精密测量装置26-27
• 2.3 微细电火花加工系统控制程序27-34
• 3 微冲裁模具在线制作工艺研究34-54
• 3.1 微冲裁模具在线制作中的关键技术34-44
• 3.1.1 凹模加工工艺34-36
• 3.1.2 凸模加工工艺36-37
• 3.1.3 微冲裁模具在线加工工艺流程37-42
• 3.1.4 加工参数确定方法42-44
• 3.2 简单方形微冲裁模具制作44-48
• 3.2.1 方形微冲裁模具形状及设计尺寸44
• 3.2.2 方形凹模及反拷贝电极加工间隙确定实验44-46
• 3.2.3 方形微冲裁模具制作46-48
• 3.3 复杂截面形状异形微冲裁模具制作48-54
• 3.3.1 异形微冲裁模具形状及设计尺寸48
• 3.3.2 特征圆角插补步长的确定48-50
• 3.3.3 异形凹模及反拷贝电极加工间隙确定实验50-52
• 3.3.4 异形微冲裁模具制作52-54
• 4 微冲裁模具加工精度研究54-68
• 4.1 微冲裁模具加工结果及分析54-62
• 4.1.1 模具加工结果54-58
• 4.1.2 模具加工结果分析58-62
• 4.2 微冲裁模具加工质量控制62-68
• 4.2.1 模具第Ⅰ类尺寸精度分析63-66
• 4.2.2 模具第Ⅱ类尺寸精度分析66-67
• 4.2.3 模具加工质量控制策略67-68
• 5 微冲裁凸、凹模具装配工艺研究68-73
• 5.1 基于坐标转化的微冲裁模具装配工艺68-71
• 5.2 微冲裁模具装配工艺中存在的问题71-73
• 结论73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况78-79
• 致谢79-80

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